航空发动机的气动失稳问题一直是叶轮机气动热力学领域的研究热点。为达到扩大转子失速裕度的目的,本研究基于抑制前缘溢出流的观点,调整叶片相对位置,构造新型相间掠型转子,应用定常与非定常数值计算,分析改进后叶片的流动特征。在所研究的参数范围内,相间后掠0.002m叶片的失速裕度最大,达到了14.61%,而基础型叶片失速裕度只有6.69%。新型转子具有扩稳的效果。基于非定常结果推断由于叶片轴向位置不同步,相邻通道内叶尖泄漏流发展不一致,延缓了旋转失速的起始。

发展压缩空气储能技术是解决可再生能源大规模接入电网的有效途径,也是实现“碳达峰,碳中和”目标的重要技术手段之一。轴流压缩机是压缩空气储能(CAES)系统的重要部件之一,需要有宽工况、大流量、高压比等特点。采用数值模拟方法,以NASA Stage35为原型,通过正交试验法研究不同动静叶弯高、弯角之间的耦合关系,并对其进行优化。选取L49(74)正交表,以失速裕度、峰值效率、压比为优化目标,选取动静叶的弯高、弯角4个试验参数,进行4因素7水平的正交设计。优化设计后失速裕度提升了60.56%,效率和压比降低幅度在可接受范围内。通过极差分析发现弯叶片可以普遍提高失速裕度,但是峰值效率和压比普遍降低,动叶弯角对压缩机的气动性能影响最大。叶根附近,采用弯叶片使吸力面角区分离更加严重;在叶展中部,采用弯叶片可以弱化激波强度,减少低能流体...

为了控制离心压气机叶顶泄漏流,以压比为4.7的Krain低速叶轮为研究对象,将叶尖小翼技术应用到离心压气机中,采用数值模拟对其性能进行分析研究。对3组不同间隙加装不同宽度的小翼,分析了小翼在不同间隙下对于压气机性能及失速裕度的影响,以及不同宽度的小翼对于叶顶泄漏量、泄漏涡结构及轨迹的影响。结果表明:小翼结构可提升压气机的失速裕度,且小间隙下小翼结构对失速裕度的提升效果显著,其中1.0倍宽度小翼的失速裕度增加了8.73%;小翼结构可有效减少叶顶泄漏量,在叶片靠近前缘或尾缘位置加装小翼改善效果显著,泄漏量与小翼宽度成反比关系;小翼结构使得泄漏涡运行轨迹向压力面移动,形成泄漏涡的位置更加远离前缘,泄漏涡强度减弱。